Как было показано, уменьшение длины искрового промежутка с 2,54 до 1,83 м значительно снижает время до пробоя. Однако, как можно ожидать, пробивной напряжение при коммутационном импульсе также будет снижаться, и коммутационный импульс, трехкратный относительно нормального напряжения, может, по-видимому, вызывать пробой искрового промежутка. Так как в Великобритании, как правило, коммутационные импульсы имеют двукратное значение, то в случае коммутационных перенапряжений искровой промежуток 1,83 м является достаточным и обеспечивает надежную защиту. В случае грозовых перенапряжений необходимо рассмотреть два режима: обратное перекрытие и защиту. С достаточной степенью надежности можно принять, что на ВЛ с грозозащитными тросами большинство ударов молнии приходится на тросы или опоры. Результирующие импульсы могут вызвать обратное перекрытие, если импульсный ток достаточно высокий. При снижении длины искрового промежутка вероятность обратного перекрытия может возрасти. Однако, как показано в табл. 2, при искровом промежутке 1,83 м при концевой опоре частота повторения обратного перекрытия не будет увеличиваться, если ток не превышает 174 кА (0,75 V1). Это очень сильный удар молнии и статистика показывает, что вероятность такого тока молнии не превышает 0,5%.
Для типичной опоры на линии 420 кВ, используемой в Великобритании, расчет параметров молнии показал, что можно ожидать до 22 ударов молнии на 100 км в год, исходя из 7-10 грозовых дней в году. Таким образом, возможность повторного возникновения тока молнии более 174 кА на протяжении первого километра ВЛ превышает 1000 лет.
В табл. 2 показано, что искровой промежуток 1,83 м у опоры, удаленной от подстанции, будет увеличивать частоту повторения обратного перекрытия на ВЛ (форма волны V2). Это вызвано более длинным хвостом импульса волны перенапряжения, что обусловлено более высоким сопротивлением фундамента удаленных от подстанции опор. Можно сделать вывод, что искровой промежуток длиной 1,83 м может быть успешно использован на ВЛ только у опор вблизи подстанции (на расстоянии не более 1 км). Промежуток 1,83 м обеспечивает более надежную защиту подстанции, если защитные промежутки на ВЛ составляют 2,54 м.
При рассмотрении характеристик промежутка 1,83 м вблизи КРУЭ следует учитывать проблемы, связанные с импульсами с крутым фронтом. Из табл. 2 можно видеть (форма волны V3), что при уменьшении длины искрового промежутка с 2,54 до 1,83 м значительно снижается время до пробоя при 1425 кВ (выдерживаемое напряжение грозового импульса КРУЭ 420 кВ) с 14,3 до 6,2 мкс, что соответствует скорости нарастания напряжения 220 кВ/мкс. Однако если выключатель в КРУЭ находится в разомкнутом состоянии, напряжение на конце ВЛ возрастет в два раза. Следовательно, максимальное возрастание импульсного напряжения, против которого успешно может защитить искровой промежуток 1,83 м, составляет 110 кВ/мкс. Минимальная скорость возрастания напряжения при ударе молнии 500 кВ/мкс (включая удаленные удары). Необходим тщательный расчет воздушных промежутков, чтобы они могли защитить КРУЭ на ВЛ 420 кВ с достаточной степенью надежности. В случае более низковольтных КРУЭ (132 и 275 кВ), когда отношение выдерживаемого напряжения грозового импульса к напряжению системы выше, чем для системы 420 кВ, защитные воздушные промежутки также могут быть успешно использованы, но это требует дополнительных исследований.
Другим фактором, влияющим на защитные характеристики воздушных промежутков, является падение напряжения в момент пробоя. Это может иметь значительное влияние на высокочастотные перенапряжения и вызвать перекрытие в КРУЭ, если воздушный промежуток находится вблизи него. Время падения напряжения, установленное в процессе испытаний, составляет 0,3-0,6 мкс.
Таким образом снижение воздушных промежутков у опор, удаленных от подстанции, будет увеличивать вероятность обратного перекрытия и не будет обеспечивать надежной защиты.
Таблица 2. Расчетное время до пробоя для нестандартных форм волны
* Непредсказуемый пробой.
Наиболее полное исследование вольт-секундных характеристик простых воздушных промежутков может быть проведено в процессе эксплуатации, поскольку это дает возможность выявить влияние влажности и загрязненности воздуха на их изменение в этих неблагоприятных условиях. Следует учитывать также влияние ионизованного воздуха, который образуется при грозе. Эти исследования, несомненно, дадут возможность лучше понять поведение воздушных промежутков в процессе эксплуатации линий. Необходимо также обеспечить максимальное участие в работе инженеров, занимающихся координацией изоляции, так как имеющаяся информация о характеристиках линейных воздушных промежутков является ограниченной.